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文档简介

1、液压泵使用维修技术2.1 液压泵概述液压泵正常工作的三个必备条件:必须具有一个由运动件和非运动件所构成的密闭容积;密闭容积的大小随运动件的运动作周期性的变化,容积由小变大吸油,由大变小压油;密闭容积增大到极限时,先要与吸油腔隔开,然后才转为排油;密闭容积减小到极限时,先要与排油腔隔开,然后才转为吸油。 液压泵的分类、选用及符号按运动部件的形状和运动方式分为齿轮泵,叶片泵,柱塞泵,螺杆泵等。齿轮泵又分外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。叶片泵又分双作用叶片泵,单作用叶片泵和凸轮转子泵。柱塞泵又分径向柱塞泵和轴向柱塞泵。按排量能否变量分定量泵和变量泵。单作用叶片泵,径向柱塞泵和轴向柱塞泵可以作变量泵。选用

2、原则:是否要求变量,要求变量选用变量泵;工作压力,柱塞泵的额定压力最高;工作环境,齿轮泵的抗污能力最好;噪声指标,双作用叶片泵和螺杆泵属低噪声泵;效率,轴向柱塞泵的总效率最高。液压泵的图形符号如图2-1所示。图2-1 液压泵的图形符号2.2 齿轮泵的使用与维修2.2.1 齿轮泵结构图示及其主要磨损部位CB型齿轮泵结构如图2-2所示。1一后盖; 2一螺钉; 3一齿轮; 4一泵体; 5一前盖; 6一油封;7一长轴; 8一销; 9一短轴; 10一滚针轴承; 11一压盖; 12一泄油通槽 图2-2 CB型齿轮泵图2-3所示为力士乐GC型内啮合齿轮泵。1-泵体 1.1-轴承罩 2-环形齿轮 3-小齿轮轴

3、 4-轴承 5-轴向补偿板 6-泵盖 7-安装法兰 8-支撑销 9-压力区图2-3 力士乐GC型内啮合齿轮泵泵的磨损主要是:泵前、后端盖的磨损;齿轮端面的磨损;齿顶与泵壳之间的磨损。这些磨损部位与泵内泄漏及温升有关,也与压力、流量下降有关。泵轴断裂,它与不供油有关;轴承的磨损,它与压力波动及噪声增大有关;密封件的损坏,它与外泄漏有关。2.2.2 齿轮泵的安装与调试1 齿轮泵的安装齿轮泵与电机必须有较高的同心度,即使是挠性连轴节也要尽量同心。泵的转动轴与电机输出轴之间的安装采用弹性联轴节,其同轴度不得大于0.1mm;采用轴套式联轴节的同轴度不得大于0.05mm;倾斜角不大于1度。泵轴端一般不得承

4、受径向力,不得将带轮、齿轮等传动零件直接安装在泵的轴上。未按上述要求会造成故障。例如某机构的液压泵,是通过齿轮传动来连接,如图2-4所示。图2-4 液压泵与齿轮传动机构经常在使用过一段时间后就出现压力低的故障。原因是该液压泵的内泄过大造成的,通过拆检可发现,液压泵扫膛严重,造成内泄。造成扫膛的原因是轴的弯曲变形,而该泵安装不正确是导致这一问题最根本原因,如图2-5所示。 图2-5 泵轴的弯曲变形该齿轮泵是通过齿轮传动来连接的,齿轮传动会产生径向力,正是这一径向力加在齿轮泵的悬臂轴上,引起附加挠曲变形,造成了扫膛压力低的故障。还要注意:泵的支座或法兰和电动机应有共同的安装基础。基础、法兰或支座都

5、必须有足够的刚度。在底座下面及法兰和支架之间装上橡胶隔振垫,以降低噪声。对于安装在油箱上的自吸泵,通常泵中心至油箱液面的距离不大于500mm。对于安装在油箱下面或旁边的泵,为了便于检修,吸入管道上应安装截止阀。进口、出口位置和旋转方向应符合标明的要求,不得搞错接反。要拧紧进出油口管接头连接螺钉,密封装置要可靠,以免引起吸空、漏油,影响泵的工作性能。2 齿轮泵的调试泵安装完成后,必须经过泵的检查与调试,观察泵的工作是否正常,有关步骤与要求如图2-6所示。用手转动联轴节,应感轻快,受力均匀。检查泵的旋转方向,应与泵体上标牌所指示的方向相符合。检查液压系统有没有卸荷回路,防止满载启动和停车。检查系统

6、中的安全阀是否在调定的许可压力上。在排油口灌满油液以免泵启动时因干摩擦损坏元件。不少于2min的空负荷运转,检查泵的运转声音是否正常和液流的方向是否正确。将溢流阀的压力调整到1.OMPa以下转动510min,检查系统的动作、外泄漏、噪声、温升等是否正常。将溢流阀的压力调整至液压系统的安全保护压力运行。图2-6 齿轮泵调试步骤与要求2.2.3 齿轮泵常见故障及其原因1 泵不出油首先检查齿轮泵的旋转方向是否正确。其次,检查齿轮泵进油口端的滤油器是否堵塞。2 油封被冲出齿轮泵轴承受到轴向力。齿轮泵承受过大的径向力。3 建立不起压力或压力不够多与液压油的清沽度有关,如油液选用不正确或油液的清洁度达不到

7、标准要求,均会加速泵内部的磨损,导致内泄。应选用含有添加剂的矿物液压油,防止油液氧化和产生气泡。过滤精度为:输入油路小于60m,回油路为1025m。4 流量达不到标准1)进油滤芯太脏,吸油不足。2)泵的安装高度高于泵的自吸高度。3)齿轮泵的吸油管过细造成吸油阻力大。一般最大的吸油流速为0.51.5 ms。4)吸油口接头漏气造成泵吸油不足。通过观察油箱里是否有气泡即可判断系统是否漏气。5 轮泵炸裂铝合金材料齿轮泵的耐压能力为3845 MPa,在其无制造缺陷的前提下,齿轮泵炸裂肯定是受到了瞬间高压所致。1)出油管道有异物堵住,造成压力无限上升。2)安全阀压力调整过高,或者安全阀的启闭特性差,反应滞

8、后,使齿轮泵得不到保护。3)系统如使用多路换向阀控制方向,有的多路阀可能为负开口,这样将遇到因死点升压而憋坏齿轮泵。6 发热1)系统超载,主要表现在压力或转速过高。2)油液清洁度差,内部磨损加剧,使容积效率下降,油从内部间隙泄漏节流而产生热量。3)出油管过细,油流速过高,一般出油流速为38 ms。7 噪音严重及压力波动1)滤油器污物阻塞不能起滤油作用;或油位不足,吸油位置太高,吸油管露出油面。2)泵体与泵盖的两侧没有上纸垫产生硬物冲撞,泵体与泵盖不垂直密封,旋转时吸入空气。3)泵的主动轴与电机联轴器不同心,有扭曲磨擦;或泵齿轮啮合精度不够。2.2.4 齿轮泵的合理使用齿轮泵自吸性能最好,耐污染

9、性强,结构简单,价格便宜。其缺点是不能变量。但能做成三联、四联式实现分级变量,而且可以制成派生产品齿轮式分流器,可实现数缸同步。目前,国内齿轮泵大多用在移动式设备上,如拖拉机、推土机、叉车、自卸车、装载机等。国外齿轮泵的额定压力较高,采用多联泵能代替一部分轴向柱塞泵,用在挖掘机和汽车起重机等需要多种动作的机器上。齿轮泵非常通用,除了用在移动式设备上以外,也用于工作压力不太高的固定设备上,如简易小型油压机,液压千斤顶,以及一些自制的简易液压设备上。齿轮泵可以在低压状态下用作液压马达。额定压力为10MPa的齿轮泵,用到23MPa,一般没有问题。2.2.5 联合收割机双联齿轮泵拆卸与安装实例联合收割

10、机等液压系统动力元件采用双联齿轮泵。拆装与安装时应注意以下事项。1 拆卸注意事项1)油泵从机体上拆下后,立即用塑料盖或塞子把油管接头和泵的开口堵上,以防脏物进入液压系统。然后,用干净的柴油或汽油清洗泵的外部。2)为保证拆后正确装配,拆前应用废锯条或类似工具沿泵轴线方向在前盖、中心泵体、泵壳、后盖上划“x”形或“V”形标记。3)液压泵是精密元件,要确保整个泵在拆卸过程中无尘和杂质混入,不能用抹布、棉纱擦试零件,零件清洗后用压缩空气吹干或风干。4)需要在台钳上夹紧轴泵时,注意不要夹在中心泵体上,以防变形。5)拆卸油泵时,先用专用工具取下8个螺栓,再用木棒敲击转动轴轴头,便可分解齿轮泵。注意撞击主动

11、轴时不要用力过大,轻轻敲击,多敲几次 拆卸顺序如图2-8所示。卸后盖从泵轴后端卸下两个小齿轮卸下小齿轮平键从泵的前部卸下泵壳从前盖和两齿轮轴上卸下中心泵体从前盖和泵体卸下铜侧板、酚醛垫片、保护垫片和“v”形橡胶密封垫片。 图2-8 双联齿轮泵拆卸顺序2 安装注意事项1)检查所有零件使用磨损情况,注意轴套润滑槽必须在高压腔一侧,轴套不能从座孔中窜出。用优质金刚砂布擦去所有的划痕和毛刺,处理后注意清洗。2)安装时,易损件必须全部更新,包括铜侧板、酚醛垫片、保护垫片、“V”形橡胶密封垫、“O”形密封圈和轴端油封。3)用机油或液压油润滑所有零件后再进行装配。4)把“V”形橡胶密封垫片安装在前盖和泵壳的

12、凹处,并使唇边向下安装,安装时既要细心,又要有耐心,要保证唇边不颠倒,所有唇边都应放到槽中,决不允许有翻边现象。5)按原划好标记装配各零件,安装次序与拆卸次序相反进行。中心泵体的半月型空腔不要对着前盖,而应朝向泵壳方向。装入泵壳槽内“O”型密封圈必须平展,不应有扭曲现象。6)安装好各零件后,用螺栓拧紧,拧紧力矩3740N.m。7)用机油或液压油涂抹转动轴油封,并小心将其装到主动齿轮轴上,密封唇朝内,用木捶轴敲使油封定位。安装时注意不要将密封唇装反,不要损坏油封。8)油泵装配完后,安装传动皮带轮,用手旋转皮带轮时会有些阻力,但旋转几圈后,应能转动自如。9)将油泵安装在机体上,油管和软管安装在泵上

13、,给泵加入干净液压油,连接油管法兰盘,安装法兰盘前要保证无空气进入。启动发动机,在不操纵液压控制手柄情况下,中速动转3min;在同样转速下,操纵控制手柄约3min,以建立压力;然后加大油门至最高转速,操纵控制手柄3min关闭发动机,检查齿泵有无漏油现象。2.2.6 影响齿轮泵寿命的因素齿轮泵最大的缺陷是寿命过短。外啮合齿轮泵的设计寿命为5000h,但目前一般达不到此要求。1 轴承的设计与选用齿轮泵设计要考虑其寿命。齿轮泵报废的大多数情况是因为轴承损坏所至。目前较为理想的轴承材料是SF型复合材料。此材料是以钢板为基体,烧结铜网为中间层,以塑料(填充四氟己烯、改性聚甲醛)为摩擦面的润滑材科 该材料

14、机械强度高、磨擦系数小、噪声低、耐磨性好抗腐蚀性好、导热性好、尺寸小、成本低,可在无油或少油润滑工况下和较宽的工作温度范围内使用。实践证明,SF材料轴承的使用使齿轮泵的使用寿命大大提高。2 端面间隙问题齿轮泵在使用中常因内泄精增加、容积效率下降、压力下降而报废。齿轮端面泄漏占总泄漏量的7580。因此,合理的端面间隙至关重要。齿轮泵合理断面间隙如表2-1所示。表2-1 齿轮泵端面间隙排量(mL)间隙(mm)2.5100.020.0416320.020.05400.020.06如果间隙超过表2-1范围,则容积效率低,压力达不到额定压力;若间隙太小,运行中因磨损使间隙急剧加大,使内泄漏增加。3 工艺

15、原因为保证齿轮泵前、后端盖之间的合理间隙,齿轮泵的加工和装配十分重要。齿轮两端面与孔轴心线的垂直度误差不能超过0.01mm,且装在轴上后,其轴向应处于浮动状态。为保证装配后两轴的相互位置,在加工前后两轴承孔时,中心距误差不应超过0.03mm。另外,输入轴端断裂也是常见现象。必须掌握好轴的热处理工艺,使其具有一定的强度和硬度,又有较高的抗冲击韧性,防止其断裂。4 材料、组件的合理选用为保证齿轮泵运行中具有合理的间隙与配合,相关材料的耐磨性是重要的性能指标。选用合理的材料和适当的热处理工艺很重要。油封漏油也是常见的报废原因。要选用材质好的油封,同时在加工装配时注意油封与衬套的配合要牢固,油封内孔与

16、泵轴应具有足够的张紧力,不能漏油。5 安装使用泵输入轴颈与电机轴联接时,同轴度误差不能超过0.1mm。切记不能用皮带联接。应根据泵使用说明书选用合适的液压油,且在泵入口处加过滤器,根据液压系统的工作环境定期过滤、更换液压油。2.2.7 齿轮泵修复工艺1 泵体的修复由于吸油腔和排油腔压力相差很大,齿轮和轴承都受到径向不平衡力的作用,因此泵体内壁的磨损都发生在吸油腔一侧,可采用电镀青铜合金工艺来修复。电镀之前,泵体内必须用油石或金钢砂粉修整光洁。电镀工艺简单介绍如下:(1) 镀前处理处理方法与一般电镀青铜合金工艺处理方法一样。(2) 电解液配方电解液配方如表2-2所示。表2-2 电解液配方成分或参

17、数量值氯化亚铜(CuCl2)2030gL锡酸钠(Na2SnO33H2O)6070gL游离氰化钠(NaCN)34gL氢氧化钠(NaOH)2530gL三乙胺醇胺(N(CH2CH2OH)3)5070gL温度 5060阴极电流密度l15Adm2阳极 合金板含锡1020%(3) 镀后处理120恒温处理。泵体的常用材料为HT12040铸铁和铸铝合金。泵体的二支承中心距偏差为0.030.04mm;二支承孔中心线的不平行度偏差为0.010.02mm;支承孔轴线对端面的垂直度为0.010.012mm;支承孔本身的圆度和圆柱度均为0.01mm;齿轮孔和支承孔的同轴度为0.02mm;泵体内壁粗糙度为0.8;轴孔粗糙

18、度为1.6;镀后机加工达到上述要求即可。2 泵轴的修复一般长、短轴与滚针的接触处容易磨损。磨损严重时,可用镀铬工艺修复。齿轮轴一般用45号钢、40Cr、20Cr。热处理后表面硬度为HRC60左右;圆度和圆柱度均不得大0.005mm;轴颈与安装齿轮部分轴的配合表面同轴度为0.01mm;两轴颈的同轴度为0.020.03mm。3 齿轮的修复(1)齿形用油石去除拉伤或己磨成多棱形部位的毛刺,再将齿轮啮合面调换方位适当对研,可继续使用。肉眼观察能见到的严重磨损件,应更换齿轮。(2)齿轮圆对于低压齿轮泵,齿轮圆的磨损,对容积效率影响不大,但对高中压齿轮泵,则应电镀外圆或更换齿轮。机加工时,齿形精度对中高压

19、齿轮泵为67级,中低压为78级;内孔与齿顶圆同轴度允差小于0.02mm;两端面平行度误差小于0.007mm;内孔、齿项圆、两端面粗糙度为0.4m。2.2.10 齿轮泵快速修复方法齿轮泵损坏的主要形式是轴套、泵壳和齿轮的均匀磨损和划痕,均匀磨损量一般在0.020.50 mm之间,划痕深度一般在0.050.50mm之间。在一些情况下由于受现场的限制,损坏后急需在短时间内修复,而且还必须考虑维修后齿轮泵的二次使用寿命以及维修成本与维修工作的现场可操作性。1 齿轮泵表面电弧喷涂技术(1)电弧喷涂的原理及特点电弧喷涂技术近年来在材料、设备和应用方面发展很快,其工作原理是将两根被喷涂的金属丝作熔化电极,由

20、电动机变速驱动,在喷枪产生短路引发电弧而熔化,借助压缩空气雾化成微粒并高速喷向经预处理的工件表面,形成涂层。它是一种喷涂效率高、结合强度高、涂层质量好的喷涂方法,具有能源利用率高、设备投资及使用成本低、设备比较简单、操作方便灵活、便于现场施工以及安全等优点。(2)齿轮泵的电弧喷涂修理工艺轴套内孔、轴套外圆、齿轮轴和泵壳的均匀磨损及划痕在0.020.20mm之间时,宜采用硬度高、与零件体结合力强、耐磨性好的电弧喷涂修理工艺。电弧喷涂的工艺过程如图2-15所示。在喷涂工艺流程中,要求工件无油污、无锈蚀,表面租糙均匀,预热温度适当,底层结合均匀牢固,工作层光滑平整,材料颗粒熔融粘结可靠,耐磨性能及耐

21、蚀性能良好。喷涂层质量好坏与工件表面处理方式及喷涂工艺有很大关系,因此,选择合适的表面处理方式和喷涂工艺是十分重要的。此外,在喷砂和喷涂过程中要用薄铁皮或铜皮将与被喷涂表面相邻的非喷涂部分捆扎。工件表面预处理预热喷涂粘结底层喷涂工作层冷却涂层加工 图2-15 电弧喷涂的工艺过程1)工件表面预处理涂层与基体的结合强度与基体清洁度和粗糙度有关。在喷涂前,对基体表面进行清洗、脱脂和表面粗糙化等预处理是喷涂工艺中一个重要工序。首先应对喷涂部分用汽油、丙酮进行除油处理,用锉刀、细砂纸、油石将疲劳层和氧化层除掉,使其露出金属本色。然后进行粗化处理,粗化处理能提供表面压应力,增大涂层与基体的结合面积和净化表

22、面,减少涂层冷却时的应力,缓和涂层内部应力,所以有利于粘结力的增加。喷砂是最常用的粗化工艺,砂粒以锋利、坚硬为好,可选用石英砂、金刚砂等。粗糙后的新鲜表面极易被氧化或受环境污染,因此要及时喷涂,若放置超过4h则要重新粗化处理。2)表面预热处理涂层与基体表面的温度差会使涂层产生收缩应力,引起涂层开裂和剥落。基体表面的预热可降低和防止上述不利影响。但预热温度不宜过高,以免引起基体表面氧化而影响涂层与基体表面的结合强度。预热温度一般为8090 0C,常用中性火焰完成。3)喷粘结底层在喷涂工作涂层之前预先喷涂一薄层金属为后续涂层提供一个清洁、粗糙的表面,从而提高涂层与基体间的结合强度和抗剪强度。粘接底

23、层材料一般选用铬铁镍合金。选择喷涂工艺参数的主要原则是提高涂层与基材的结合强度。喷涂过程中喷枪与工件的相对移动速度大于火焰移动速度,速度大小由涂层厚度、喷涂丝材送给速度、电弧功率等参数共同决定。喷枪与工件表面的距离一般为150 mm左右。电弧喷涂的其他规范参数由喷涂设备和喷涂材料的特性决定。4)喷涂工作层应先用钢丝刷刷去除粘结底层表面的沉积物,然后立即喷涂工作涂层。材料为碳钢及低合金线材,使涂层有较高的耐磨性,且价格较低。喷涂层厚度应按工件的磨损量、加工余量及其他有关因素(直径收缩率、装夹偏差量、喷涂层直径不均匀量等)确定。5)冷却喷涂后工件温升不高,一般可直接空冷。6)喷涂层加工。机械加工至

24、图纸要求的尺寸及规定的表面粗糙度。2 齿轮泵表面粘涂修补技术(1)表面粘涂的原理及特点近年来表面粘涂技术在我国设备维修中得到了广泛的应用,适用于各种材质的零件和设备的修补。其工作原理是将加入二硫化钼、金属粉末、陶瓷粉末和纤维等特殊填料的胶粘剂,直接涂敷于材料或零件表面,使之具有耐磨、耐蚀等功能,主要用于表面强化和修复。它的工艺简单、方便灵活、安全可靠,不需要专门设备,只需将配好的胶涂敷于清理好的零件表面,待固化后进行修整即可,常在室温下操作,不会使零件产生热影响和变形等。(2)粘涂层的涂敷工艺轴套外圆、轴套端面贴合面、齿轮端面或泵壳内孔小面积的均匀性磨损量在0.150.50 mm之间、划痕深度

25、在0.2mm以上时,宜采用粘涂修补工艺。粘涂层的涂敷工艺过程如图2-16所示。初清洗预加工最后清洗及活化处理配制修补剂涂敷固化修整、清理或后加工图2-16 粘涂层的涂敷工艺过程粘涂工艺实际施工要求相当严格,既要选择合适的胶粘剂,还要按照正确的工艺方法进行粘涂。初清洗零件表面绝对不能有油脂、水、锈迹、尘土等。应先用汽油、柴油或煤油租洗,最后用丙酮清洗。预加工用细砂纸打磨成一定沟槽网状,露出基体本色。最后清洗及活化处理用丙酮或专门清洗剂进行。然后用喷砂、火焰或化学方法处理,提高表面活性。配制修补剂。修补剂在使用时要严格按规定的比例将本剂(A)和固化剂)充分混合,以颜色一致为好,并在规定的时问内用完

26、,随用随配。涂敷用修补剂先在粘修表面上薄涂一层,反复刮擦使之与零件充分浸润,然后均匀涂至规定尺寸,并留出精加工余量。涂敷中尽可能朝一个方向移动,往复涂敷会将空气包裹于胶内形成气泡或气孔。固化用涂有脱模剂的钢板压在工件上,一般室温固化需24h加温固化(约80)需23h。修整、清理或后加工进行精镗或用什锦锉、细砂纸、油石将粘修面精加工至所需尺寸。2.3 叶片泵的使用与维修叶片泵的额定压力为616MPa,高水平的达21MPa以上。叶片泵的流量脉动小,噪声较低,大多数用在固定设备上,如机床、组合机床、部分塑料注射机和自制设备等。2.3.1 叶片泵结构图示及其主要磨损部位YBl型叶片泵结构如图2-17所

27、示,图2-18所示为力士乐公司PV型变量叶片泵。1一左配油盘;2一轴承;3泵轴;4一定子;5一右配油盘;6一泵体;7一前泵体;8一轴承;9一油封;10一盖板;11一叶片;12一转子;13一紧固螺钉 图2-17 YBl型叶片泵51- 壳体 2-转子 3-叶片 4-定子环 5-泵盖 6-流量设定螺钉 7-高度调整螺钉 8-容腔 9-油口侧板 10-小活塞 11-大活塞 12-弹簧图2-18 PV型变量叶片泵拆开叶片泵,可检查泵的下列方面:定子内曲线的磨损情况,配流盘的磨损情况。这些磨损与输出流量、压力下降,内泄漏增大,元件发热等有关,也与压力波动增大有关。定子内曲线的磨损主要发生在吸油过渡区,如图

28、2-19所示。转子安装方向是否正确,它与噪声增大有关。转子端面磨损情况,转子叶片槽磨损情况,它们与内泄漏增大有关。转子是否断裂,它与流量下降及脉动有关,也与噪声增大有关。图2-20是某叶片泵转子断裂的情况,导致断裂的两个基本因素是应力集中与交变载荷。定子内曲线的磨损部位 图2-19 定子内曲线的磨损 图2-20 转子损坏的情形叶片是否卡滞在叶片槽内,它与流量下降及脉动有关。叶片的磨损情况,它与噪声增大有关。轴承的磨损情况,它与噪声增大有关。密封件的磨损情况,它与外泄漏有关。轴是否断裂;泵内是否沉积磨屑或其他污物。2.3.2 叶片泵安装调试 1 叶片泵的安装液压泵安装要求是:刚性联轴器两轴的同轴

29、度误差0.05mm;弹性联轴器两轴的同轴度误差 0.1mm 两轴的角度误差10。对于叶片泵,一般要求不同轴度不得大于0.1mm,且与电机之间应采用挠性联接。液压泵吸油口的过滤器应根据设备的精度要求而定。为避免泵抽空,严禁使用精密过滤器。对于叶片泵,油液的清洁度应达到国家标准等级1619级,使用的过滤器精度大多为2530m。吸油口过滤器的正确选择和安装,会使液压故障明显减少,各元件的使用寿命可大大延长。 进油管的安装高度不得大于0.5m。进油管必须清洗干净,与泵进油口配合的油泵紧密结合,必要时可加上密封胶,以免空气进入液压系统中。进油管道的弯头不宜过多,进油管道口应接有过滤器,过滤器不允许露出油

30、箱的油面。当泵正常运转后,其油面离过滤器顶面至少应有l00mm,以免空气进入,过滤器的有效通油面积一般不低于泵进油口油管的横截面积的50倍,并且过滤器应经常清洗,以免堵塞。吸入管,压出管和回油管的通径不应小于规定值。为了防止泵的振动和噪声沿管道传至系统引起振动、噪声,在泵的吸入口和压出口可各安装一段软管,但压出口软管应垂直安装,长度不应超过400600mm,吸入口软管要有一定的强度,避免由于管内有真空度而使其出现变扁现象。 2 叶片泵的调试检查系统中的安全阀是否在调定的许可压力上。用手转动联轴节,应感轻快,受力均匀。检查泵的旋转方向,应与泵体上标牌所指示的方向相符合。检查液压系统有没有卸荷回路

31、,防止满载启动和停车。泵安装完成后,必须经过泵的检查与调试,观察泵的工作是否正常,有关步骤与要求如图2-21所示。将溢流阀的压力调整到2.OMPa以下转动1015min,检查系统的动作、外泄漏、噪声、温升等是否正常。在排油口灌满油液以免泵启动时因干摩擦损坏元件。不少于lOmin的空负荷运转,检查泵的运转声音是否正常和液流的方向是否正确。将溢流阀的压力调整至液压系统的安全保护压力运行。图2-21 叶片泵调试步骤与要求2.3.3 叶片泵的合理使用 液压系统需要流量变化时,特别是需要大流量的时间比需要小流量的时间要短时,最好采用双联泵或变量泵。 如机床的进给机构,当快进时,需要流量大,工进时,需要流

32、量小,二者相差几十倍甚至更多。为了满足快进时液压缸需要的大流量,要选用流量较大的泵,但到工进时,液压缸需要的流量很小,使绝大部分高压液压油经溢流阀溢流。这不仅消耗了功率,还会使系统发热。为了解决这个问题,可以选用变量叶片泵。当快进时,压力低,泵排量(流量)最大;当工进时,系统压力升高,泵自动使排量减小,基本上没有油从溢流阀溢流。也可以采用双联叶片泵,低压时大小2个泵一起向系统供油,工进高压时,小泵高压小流量供油,大泵低压大流量经卸荷阀卸荷后供油。2.3.4 叶片泵组装1)叶片、转子、定子和配流盘等元件必须去毛刺和去磁。一般用振动抛光法去毛刺。2)将泵体、泵盖和其他元件清洗干净,是叶片泵安装调试

33、顺利进行的保证。3)严格控制每台泵的叶片的长度、转子厚度和定子厚度间的配合尺寸。为了既提高容积效率,又避免损泵,就必须控制叶片、定子和转子间轴向的配合尺寸。以YB-B74叶片泵为例,转子的公称尺寸:外圆为88mm,厚度为24mm。经验数据为:叶片的长度比转子的厚度短0.005mm,转子的厚度比定子的厚度小0.04mm。这一配合使叶片泵的容积效率达92,且不会损泵。所以在安装前若将叶片的长度、转子厚度和定子厚度分组配装,可使叶片泵的质量进一步提高。2.3.4 叶片泵常见故障产生原因及排除方法叶片泵常见故障产生原因及排除方法如表2-3所示。表2-3 叶片泵常见故障产生原因及排除方法现象产生原因排除

34、方法液压泵吸不上油或无压力1.原动机与液压泵旋向不一致2.液压泵传动键脱落3.进出油口接反4.油箱内油面过低,吸入管口露纠正原动机旋向重新安装传动链按说明书选用正确接法补充油液至最低油标线出油面5.转速太低吸力不足6.油粘度过高使叶片运动不灵活7.油温过低,使油粘度过高8.系统油液过滤精度低导致叶片在槽内卡住9.吸入管道或过滤装置堵塞造成吸油不畅10.吸入口过滤器过滤精度过高造成吸油不畅11.吸入管道漏气 12.小排量液压泵吸力不足以上提高转速达到液压泵最低转速以上选用推荐粘度的工作油加温至推荐正常工作油温拆洗、修磨液压泵内脏件,仔细重装,并更换油液 清洗管道或过滤装置,除去堵塞物,更换或过滤

35、油箱内油液 按说明书正确选用过滤器 检查管道各连接处,并予以密封、紧固 向泵内注满油流量不足达不到额定值1转速未达到额定转速2系统中有泄漏3由于泵长时间工作、振动使泵盖螺钉松动4吸入管道漏气5吸油不充分 油箱内油面过低入口滤油器堵塞或通流量过小吸入管道堵塞或通径小油粘度过高或过低6变量泵流量调节不当按说明书指定额定转速选用电动机转速检查系统,修补泄漏点拧紧螺钉检查各连接处,并予以密封、紧固补充油液至最低袖标线以上 演洗过滤器或选用通流量为泵流量2倍以上的滤油器清洗管道,选用不小于泵入口通径的吸入管选用推荐粘度工作油重新调节至所需流量压力升不上去1.泵不上油或流量不足2.溢流阀调整压力太低或出现

36、故障3.系统中有泄漏4.由于泵长时间工作、振动、使泵盖螺钉松动5.吸入管道漏气6.吸油不充分7.变量泵压力调节不当同前述排除方法重新调试溢流阀压力或修复溢流阀检查系统、修补泄漏点拧紧螺钉检查各连接处,并予以密封、紧固同前述排除方法重新调节至所需压力噪声过大1.吸入管道漏气2.吸油不充分3.泵轴和原动机轴不同心4.油中有气泡5.泵转速过高6.泵压力过高7.轴密封处漏气8.油液过滤精度过低导致叶片在槽中卡住9.变量泵止动螺钉调整失当检查管道各连接处,并予以密封、紧固同前述排除方法重新安装达到说明书要求精度补充油液或采取结构措施,把回油口浸入油面以下 选用推荐转速范围 降压至额定压力以下 更换油封

37、拆洗修磨泵内脏件并仔细重新组装,并更换油液 适当调整螺钉至噪声达到正常过度发热1油温过高2油粘度太低,内泄过大3工作压力过高4回油口直接接到泵入口改善油箱散热条件或增没冷却器使油温控制在推荐正常工作油湿范围内选用推荐粘度工作油降压至额定压力以下回油口接至油箱液面以下振动过大1.泵轴与电动机轴不同心2.安装螺钉松动3.转速或压力过高4.油液过滤精度过低,导致叶片在槽中卡住5.吸入管道漏气6.吸油不充分7.油液中有气泡重新安装达到说明书要求精度拧紧螺钉调整至许用范围以内 拆洗修磨泵内脏件,并仔细重新组装,并更换油液或重新过滤油箱内油液检查管道各连接处,并予以密封、紧固同前述排除方法 补充油液或采取

38、结构措施,把回油口浸入油面以下外泄漏1 密封老化或损伤2 进出油口连接部位松动3 密封面磕碰4 外壳体砂眼更换密封 紧固螺钉或管接头修磨密封面更换外壳体2.3.5 YB型叶片油泵的维修1 定子的修复在叶片油泵工作时,叶片在高压油及离心力的作用下,紧靠住定子曲线面,叶片与定子曲线表面接触压力大而磨损快,特别在吸油腔部分,叶片根部由较高的载荷压力顶住。因此,吸油腔部分最容易磨损。当曲线表面轻微磨损时,可以用油石抛光即可。既经济又方便的修复方法是将定子翻转1800安装,并在对称位置重新加工定位孔,使原吸油腔变为压油腔。2 叶片的修复叶片一般与定子内环表面接触,叶片顶端和配流盘相对运动的两侧易磨损,磨

39、损后可利用专用工具装夹修磨,恢复其叶片精度(图2-22)。 图2-22 叶片将要修复的叶片油泵中的全部叶片一次装夹在夹具中(图2-23),磨两侧和两端面。1底盘 2叶片 3压板4顶丝图2-23 维修叶片叶片与转子槽相接触的两面如有磨损可放在平磨上修磨,但应保证叶片与槽的配合间隙在0.0150.025mm以内,并且能上下滑动灵活无阻滞现象。然后装入专用夹具,修磨棱角(图2-24)。1夹具 2叶片 3螺丝图2-24 修磨棱角修复叶片棱角应注意:若叶片的倒角为1450,则在修磨时应达到大于1450,基本上达到叶片厚度的二分之一,最好修磨成圆弧形并去毛刺,这样可减少叶片沿定子内环表面曲线的作用力突变现

40、象,以免影响输油量和噪声。3 转子的修复转子两端面磨损,轻者用油石将毛刺和拉毛处修光、推平,严重的则用心棒放在外圆磨床上将端面磨光。转子磨去量与叶片的磨去量同样多,以保证叶片略低于转子高度。保证两端平行度在0.008mm以内,端面与内孔垂直度在0.01mm以内。4 配流盘的修复配流盘的端面和孔径最易磨损。端面磨损后可将磨损面在研磨平板上只用粗砂布将被叶片刮伤处粗磨平,然后再用极细纱布磨平;若端面严重磨损,可以在车床上车平,但必须注意应保证端面和内孔垂直度为0.01mm,平行度为0.0050.01mm,只允许端面中凹。若车削太多,配流盘过薄后容易变形。若配流盘内孔磨损,轻者可用砂布修光即可,严重

41、者必须调换新的配流盘或将配流盘放在内圆磨床上修磨内孔,保证圆度和锥度在0.005mm以内,孔径与转子单配。转子和配流盘端面修磨后,为控制其轴向间隙,泵体也必须相应修磨。5 装配注意事项装配前各零件必须仔细清洗;叶片在转子槽内,能自由灵活移动,保证其间隙为0.0150.025mm;叶片高度略低于转子的高度,其值为0.005mm;轴向间隙控制在0.040.07mm;紧固螺钉用力必须均匀;装配完后用手旋转主动轴,应保证平稳,无阻滞现象。2.3.6 YB16型定量叶片泵烧盘机理分析及修复实例1 烧盘机理分析某YB16型双作用式定量叶片泵,其压油配流盘结构如图2-25所示。图2-25 压油配流盘结构在额

42、定压力6.3MPa时,经计算,内侧向外的推力最大约为3700N,而外侧向内的推力大约为6760N。承力比约为1.8。巨大的力差使配流盘压向定子和转子部位。泄漏时,其中的机械杂质微粒随着泄漏油进入转子与配流盘之间,这时杂质微粒不但要做径向运动,同时要随转子的转动做旋转运动。这时杂质微粒中较硬的颗粒在轴向力的作用下,象车刀一样划向转子和配流盘。转子主动旋转,转子的材料为20Cr渗碳淬火,测量其表面硬度达到洛氏60度左右,而配流盘为灰铸铁,其硬度只有布氏100一120度,结果划伤的是硬度较低的配流盘。从配流盘剥落的金属微粒黏结在硬杂质的表面,形成焊瘤,焊接在转子的表面上。时间越长,焊瘤越大,配流盘表

43、面划伤的环沟就越深。现场实地测量其中一个烧盘的油泵,工作噪声达到85分贝以上,压力振摆达到1.1 Mpa,转子表面的焊瘤高度约0.2mm,相对应的配流盘表面划伤的环沟深0.09mm。2 预防烧盘的措施最主要的措施是保持油液的清洁和预防出口压力的超载。1)保持油液的清洁。每季度清洗、更换一次油液,及时更换泵的进口滤油器,在系统回油口加接过滤精度较高的滤油器,可使泵的寿命延长约一倍。泄漏油经过滤后再进入油箱,油泵的寿命将会进一步提高。2)减小压油配流盘内、外侧的承力比。若将压油配流盘外侧的承压面积减小,使内外侧的承力比减小到1.2,即使在额定压力的1.5倍,既9.6MPa的情况下,该配流盘的内、外

44、推力之差也不过只有1490N,是原泵的50。减小承力比理论上可大大缓解烧盘现象的产生。3)适当提高配流盘材料的表面硬度。可用表面淬火的方法,对铸铁材料配流盘的表面进行热处理,使其表面硬度适当提高。或改用铸钢调质做配流盘,当其硬度提高到洛氏2030度时,可在一定程度上减轻烧盘现象。4)改变转子与配流盘摩擦副。在配流盘的表面镶一层青铜,可以改变转子与配流盘之间的摩擦系数,以达到减小划伤配流盘、转子产生焊瘤的烧盘现象。2 烧盘油泵的修复烧盘油泵的修复如图2-26所示。烧盘叶片泵的修复修复转子:1)将转子上的焊瘤刮掉或在平面磨上将焊瘤磨掉,严格控制磨削量,尽量不要磨的太多,可在焊瘤刮掉或磨掉后,再在研

45、磨机上光整。2)原转子与定子有30m 的厚度差,若磨过的转子厚度与原来尺寸相差不超过2Om,可不磨削定子而直接安装。3)若磨削量超过了20m,可将定子同时磨薄相同尺寸,以保证转子与配流盘之间的问隙。修复配流盘:1)测量配流盘上环状沟槽的深度,以最深的沟槽深度调整砂轮的进给量,以刚好将沟槽磨平为最好。2)若两侧配流盘磨掉的厚度在0.3mm 之内,可直接安装使用,这时要更换新的压油配流盘外侧的O型密封圈。3)若磨削量超过了0.3mm,可将该密封圈换成断面直径大一号的,同时加宽沟槽尺寸。图2-26 烧盘叶片泵的修复2.3.7 双联叶片泵损坏原因分析实例某双联叶片泵,型号为SQP43533856,该泵

46、的性能参数:压力70kgcm2,流量148L/min,112L/min。该泵在运行十几年后,压力下降,噪音增大,以至吸不上油,无法正常运行。换上的新泵在使用不到一年之久出现同样的故障现象。1 原液压泵的解剖现象及损坏原因分析将损坏的液压泵进行解剖,发现定子曲线内表面严重磨损(见图2-27),定子内表面由四段圆弧及四段过渡曲线组成。图2-27 结构原理图由图2-27知:排油区为AB,EF,吸油区为CD,GH(按叶片转动方向),在排油区,叶片根部通有压力油,以保证叶片顶部与定子内表面可靠接触,从叶片径向运动看,叶片在AB,EF,CD,GH四段有径向加速度存在,在此圆弧与过渡曲线相连点(即A,B,C

47、,D,E,F,G,H点)处有径向速度突变,不同程度存在柔性冲击。如果液压泵吸、排油不畅,吸空断油,将导致润滑油膜发生破坏而产生干磨擦,若无介质将磨擦产生的热量带走,液压泵将出现内泄增加,压力下降,气穴、噪音等故障现象恶性循环而损坏液压泵。该液压泵吸油不畅,致使叶片与定子内表面接触油膜发生了破坏,相对滑动面形成了强烈干磨擦,AB,EF两端排油区尤为严重,产生了大量的热量且无法及时散开(油泵外壳烫手),致使油温剧升,从而使叶片与定子接触表面软化,粘结撕裂而形成沟槽,恶性循环的结果导致液压泵内泄增加,排量减少,气穴而产生噪音,压力下降及不能满足设备正常运行的使用要求。该机主系统有4台主泵,4台供油泵

48、和该叶片泵安装在高位放置的油箱上,因而油箱上振动较大,造成叶片泵径向力增加,破坏了径向力平衡和叶片与定子曲面的油膜密封。另一方面,油冷却器的冷却性能降低,相对地增加油箱散热效果,因而只将油箱内的液压油添加到略高于最低油位。关键原因是叶片泵本身吸抽能力较差,再降低液面,致使叶片泵的吸油发生吸空,吸油腔已产生严重负压导致气穴现象而产生气泡,气泡的存在使叶片与定子之间失去保护油膜,介质不足使叶片的径向力平衡状态发生改变,磨擦加剧,噪音增大,产生热量,恶性循环的结果进一步使吸排油完全中断,损坏液压泵。2 解决办法将损坏的叶片泵定子内表面研磨修整后,重新装回原位。将该泵的安装位置移到地面,此时泵的吸油口

49、低于油箱底部,属倒灌吸油。此时泵的压力升高(但因手工研磨,不能完全吻合,压力无法达到最高值),发热、噪音等故障消失,泵正常运行。2.3.8 限压式变量叶片泵的使用及调节1 问题的提出某现场的液压系统采用如图2-28设计,系统采用外反馈限压式变量叶片泵供油,当电磁换向阀通电时,液压缸的下腔通压力油,液压缸杆伸出推起重物,当液压缸运动到极限位置时, 系统要保压维持重物不下落(即实现工进、保压工作循环),系统设计为采用开泵保压方式。在现场实际应用时,当液压缸运动到极限点时, 电机有转不动的现象,为了防止烧毁电机,现场上采用了关泵保压,但由于电磁换向阀的阀体与阀芯间具有一定的间隙,密封效果不好;特别是

50、当换向阀经过一段时间工作,磨损后泄漏量增大,液压缸常常很快地缩回。系统不得不间隔一段时间就重新起动液压泵。按照现场上的应用,系统中的液压泵根本没有起到限压式变量叶片泵应该起到的作用。图2-28 限压式变量叶片泵应用液压系统2 限压式变量叶片泵的调节 a)结构简图 b)特性曲线图2-29 限压式变量叶片泵如图2-29a为限压式变量叶片泵的结构简图,图2-29b为压力流量特性调节曲线。图2-29a中1为限定流量的螺钉,2为液压反馈缸,3为柱塞,4为叶片,5为转子,6为定子,7为限压弹簧。对于限压式变量叶片泵,通过对限流螺钉1和限压弹簧7的调整可以对系统的最大流量和系统的拐点(B点)压力进行调整(相

51、应地决定了系统的最高压力),如图2-29b的双箭头指向情况。3 现场调节现场对限压式变量叶片泵的工作要求分别是:快进、夹紧(保压)、快退工作循环;快进、工进、快退工作循环;工进、夹紧(保压)工作循环。不论哪一种工作循环,系统的溢流阀都是按安全阀配置的,其调整压力稍稍高于系统的额定压力。对于快进、夹紧、快退工作循环:快进和快退工作一般是在图2b的AB段上实现,夹紧后保压可以是在C点工作。调整时可以首先将限压弹簧调松,在没有负载或负载较小时调定限流螺钉,得到液压缸需要的快速运动速度,然后在液压执行元件达到极限工作位置时调整限压弹簧,确定系统需要的夹紧压力(根据夹紧力确定)。对于快进、工进、快退工作

52、循环;快进和快退工作也是在AB段上实现,工进是在BC段的合适点实现,调整时也是首先将限压弹簧调松,在没有负载或负载较小时调定限流螺钉,得到液压缸需要的快速运动速度;在工进负载下,逐步调紧限压螺钉,液压缸开始运动,速度会逐渐加大,最后使工作速度满足要求即可。对于工进、夹紧工作循环:要限流螺钉和限压弹簧配合调整,满足系统工进的流量压力工作点,首先调整限流螺钉。在液压缸空载情况下获得比工进要求速度大20左右的速度,然后在工进负载的作用下调整限压弹簧,达到工进时的速度要求。现场出现调整问题的原因如图2-30所示。限压式变量叶片泵工作不正常不能变排量电机转不动溢流阀的调定压力小于拐点的工作压力,溢流阀的

53、调定压力和限压式变量叶片泵调节拐点的压力和流量决定的功率超过了电机所能承载的功率。限压式变量叶片泵限压弹簧调整得过紧,限定的压力过大。图2-30 现场出现调整问题的原因2.3.9 动力转向叶片泵的使用与维护实例液压动力汽车转向系统结构较紧凑,工作灵敏度较高,还可利用液压油的阻尼作用缓冲由地面经转向轮传至转向器的冲击、衰减由此而引起的振动,因此得到广泛的使用。转向液压泵作为动力转向系统的核心部分,它的正确使用与维护对动力转向系统的安全运行起着至关重要的作用。1 转向叶片泵的工作原理如图2-31所示,当发动机带动液压泵泵轴转动时,由定子内曲面、叶片、转子,及前、后配流盘而形成的封闭体积产生变化,在

54、吸油区体积逐渐扩大,泵吸入油液;在压油区体积逐渐缩小,泵输出油液。泵内装有流量控制阀,当泵工作时,滑阀有一定开度,使流量达到规定要求,多余的流量通过滑阀的开口溢流回泵的吸油腔内,从而使泵的输出流量达到规定要求。泵内设有安全阀,当系统压力超过泵的最高工作压力时,高压油通过泵体内的阻尼孔打开先导锥阀,使滑阀两端的压力差增大,从而使主滑阀开启。所有压力油均回到泵的吸油腔,对整个系统起到安全保护作用。 1泵轴 2泵体 3前配流盘 4定子 5叶片 6转子 7后配流盘 8定位销 9.后盖 l0螺堵 11阀座 l2安全阀 13.流量控制阀 14.轴承15.油封 l6、17、18、19、O形密封圈图2-31 转向叶片泵工作原理图2 常见故障及排除方法动力转向叶片泵常出现的故障现象、故障原因及排除方法如表2-4所示。表2-4 动力转向叶片泵的常见故障及排除方法故障现象故障原因排除方法无助力(泵不吸油或吸油不足)(1)油液黏度太大,吸不上油使用推荐黏度的油液,推荐黏度范围2040m

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